Biología - Eldra Solomon, Linda Berg, Diana Martin - 9 Edición-comprimido-228

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194 Capítulo 9 
energía química en moléculas de ATP necesarias para impulsar diferen-
tes procesos celulares.
En este capítulo primero se examina cómo se emplea la energía 
luminosa en la síntesis de ATP y de otras moléculas que poseen energía 
química temporalmente pero que no se pueden almacenar en la célula 
por su inestabilidad. Luego, se ve cómo se utiliza esta energía del ATP 
en la ruta anabólica mediante la cual la célula fotosintética sintetiza 
moléculas orgánicas estables a partir de CO2 y agua, un par de com-
puestos inorgánicos simples. Por último, se explora la importancia de 
la función de la fotosíntesis en las plantas y en el ambiente terrestre en 
general.
9.1 LUZ Y FOTOSÍNTESIS
OBJETIVO DE APRENDIZAJE
1 Describir las propiedades físicas de la luz y explicar la relación entre la 
longitud de onda y su energía.
Debido a que gran parte de la vida en este planeta depende de la luz, 
directa o indirectamente, es importante entender la naturaleza de ella y 
su esencial participación en la fotosíntesis. La luz visible representa una 
pequeña parte del amplio rango de radiación continua llamado espectro 
electromagnético (FIGURA 9-1). En este espectro toda la radiación viaja 
como ondas. La longitud de onda es la distancia entre el pico de una 
onda y el de la próxima.
En un extremo del espectro electromagnético están los rayos 
gamma, con longitudes de onda muy cortas, que se miden en fracciones 
de nanómetros, o nm (1 nanómetro es igual a 10−9 m, una mil milloné-
sima parte de un metro). En el otro extremo del espectro se encuentran 
las ondas de radio, cuyas longitudes de onda son tan largas que pueden 
medirse en kilómetros. La franja del espectro electromagnético con lon-
gitud de onda entre 380 y 760 nm se llama espectro visible, ya que los 
humanos pueden verlo. El espectro visible incluye todos los colores del 
arco iris (FIGURA 9-2); el violeta tiene la longitud de onda más corta, y 
el rojo la más larga.
La luz está compuesta de pequeñas partículas, o paquetes de ener-
gía, llamados fotones. La energía de un fotón es inversamente propor-
cional a su longitud de onda: la luz con menor longitud de onda tiene 
más energía por fotón que la luz con mayor longitud de onda.
¿Por qué la fotosíntesis depende de la luz que detecta el ojo hu-
mano (luz visible) más que de alguna otra longitud de onda de radia-
ción? Sólo se puede especular la respuesta. Quizás la razón es que la 
radiación dentro de la franja visible del espectro excita ciertos tipos de 
moléculas biológicas, moviendo electrones hacia altos niveles energé-
ticos. La radiación con longitudes de onda mayores que la luz visible 
no tiene sufi ciente energía para estimular a esas moléculas biológicas. 
La radiación con longitudes de onda menores que la luz visible es tan 
energética que rompería los enlaces de muchas moléculas biológicas. 
Así, la luz visible tiene justamente la correcta cantidad de energía para 
producir los tipos de cambios reversibles en las moléculas que son útiles 
en la fotosíntesis.
Cuando una molécula absorbe un fotón de energía luminosa, uno 
de sus electrones queda energizado, lo que signifi ca que el electrón se 
transfi ere de un orbital atómico de baja energía a otro orbital de alta 
energía más alejado del núcleo atómico. Entonces pueden presentarse 
dos situaciones para este electrón, dependiendo del átomo y sus alrede-
dores (FIGURA 9-3). El átomo puede retornar a su estado fundamental, 
condición en la que todos sus electrones se encuentran en sus niveles 
normales de más baja energía. Cuando un electrón regresa a su estado 
fundamental, su energía se disipa como calor o como emisión de luz con 
longitud de onda más grande que en la luz absorbida; esta emisión de luz 
se llama fl uorescencia. Alternativamente, el electrón energizado puede 
abandonar el núcleo y ser capturado por una molécula aceptora de elec-
FIGURA 9-1 Animada El espectro electromagnético
Todas las ondas del espectro electromagnético tienen propiedades simila-
res pero difi eren en sus longitudes de onda. Las ondas de radio son las de 
mayor longitud de onda (y las menos energéticas), con valores cercanos a 
los 20 km. Las ondas de los rayos gamma son las de menor longitud de onda 
(y las más energéticas). La luz visible representa una pequeña fracción del 
espectro electromagnético y consiste en una mezcla de ondas cuya longi-
tud de onda está en el rango entre 380 y 760 nm. La fotosíntesis utiliza la 
energía de las ondas de la luz visible.
760 nm
700 nm
600 nm
500 nm
400 nm
380 nm
Rojo
Amarillo
Verde
Azul
Violeta
Ondas 
de TV y 
radio
Micro-
ondas
Infrarrojo
UV
Rayos X
Rayos
gamma
Espectro 
electromagnético
Longitud de onda más larga
Longitud de onda más corta
Longitud de onda
Visible
Espectro 
cromático de 
la luz visible
Anaran-
jado
Sol
La luz solar es una mezcla de ondas 
con diferente longitud de onda
FIGURA 9-2 Radiación visible emitida por el Sol
La radiación electromagnética del Sol incluye la radiación ultravioleta y la 
luz visible de diversos colores y longitudes de onda.
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	Parte 2 Transferencia de energía a través de sistemas vivos 
	9 Fotosíntesis: captura de energía luminosa
	9.1 Luz y fotosíntesis